受精（動物）
受精（動物），單倍體的精子和卵子相互結合和融合而形成雙倍體合子的過程。
基本介紹
中文名：受精（動物）定義：單倍體的精子和卵子相互結合和融合而形成雙倍體合子的過程
解釋有性生殖生物個體發育的起點。它一方面保證了雙親的遺傳作用，另一方面恢復了染色體雙倍體數目。哺乳動物受精包括精子獲能，精卵之間的識別、結合、融合、激活、皮質顆粒外排、雌雄原核形成和遺傳物質混合等多個步驟。受精前，雄性和雌性生殖細胞處於相對“休眠”狀態，受精的發生使“休眠”的卵子復甦，啟動了DNA複製，激活了卵內某些“沉默”的母源mRNA，以合成早期胚胎髮育所必需的蛋白質。需要說明的是，受精前的“休眠”卵子並非真正處於靜止狀態，中期紡錘體始終處於聚合與解聚的動態之中，其他許多代謝過程也都十分旺盛。受精方式 分為體內受精和體外受精，自體受精和異體受精及單精受精和多精受精。體內受精和體外受精 凡在雌、雄親體交配時，精子從雄體傳遞到雌體的生殖道，逐漸抵達受精地點（如輸卵管壺腹部或子宮），在那裡精卵相互結合，稱體內受精。凡精子和卵子同時排除體外，在雌體產孔附近或在水中受精，則稱體外受精。前者多發生在高等動物如爬行類、鳥類、哺乳類、某些軟體動物、昆蟲以及某些魚類和少數兩棲類；後者是水生動物的普遍生殖方式，如許多魚類和部分兩棲類等。將哺乳動物精卵人為取出體外進行受精，也稱體外受精。自體受精和異體受精 多數動物是雌、雄異體的，但有些動物是雌、雄同體的，即同一個體既能產生卵子，也能產生精子。在雌雄同體動物中，有些是自體受精的，即同一個體的精子和卵子結合，如絛蟲；有些是異體受精，即兩個不同個體的精子和卵子相結合，如蚯蚓。單精受精和多精受精 只有一個精子進入卵子內完成受精，稱單精受精，如刺胞動物、棘皮動物、環節動物、硬骨魚、無尾兩棲類和胎盤類哺乳動物。如果一個以上精子入卵，通常會導致胚胎髮育異常或發育阻滯，最終夭折。昆蟲、軟體動物、軟骨魚、有尾兩棲類和鳥類，在正常生理條件下，受精過程中可有多個精子入卵，卵子中形成多個雄原核，但最終只有一個雄原核與雌原核結合，完成正常的胚胎髮育，而其他雄原核在發育中途退化，稱多精受精，又稱生理性多精受精。受精過程 包括精子獲能和頂體反應、精卵識別、精卵融合3個步驟。精子獲能和頂體反應 哺乳動物的精子剛射出時沒有受精能力，只有在雌性生殖道內停留一段時間後，才獲得受精能力，稱為精子獲能。一般認為，哺乳動物精子在雌性生殖道內向受精部位（輸卵管上1/3處）運動時，沒有明顯的趨化性，但也有報導人和小鼠的卵泡液對獲能精子有一定的化學趨化作用。到達受精部位後的精子與卵子表面接觸後，頂體膜發生囊泡化，釋放頂體內容物，稱為頂體反應。精卵識別 哺乳動物的卵子周圍包有一層稱為透明帶(ZP)的非細胞成分。它由ZP1，ZP2和ZP3三種糖蛋白組成。精卵之間的初級作用發生在卵子透明帶表面。與精子結合的卵子表面成分，稱為精子受體。與卵子結合的精子表面成分，稱為卵子結合蛋白。當一種哺乳動物的卵子體外與另一種哺乳動物的精子相互作用時，精子很少能與透明帶結合而穿過透明帶。例如，人精子在體外不能與倉鼠卵子結合，而當把透明帶去掉後，便可穿入倉鼠卵。因此，大多數情況下，精卵之間的相互作用具有種屬特異性，透明帶是阻止種屬間受精的主要障礙。精卵的識別分為初級識別和次級識別。以小鼠為例，頂體完整的精子達到透明帶表面，首先發生初級識別，這是由透明帶表面的初級精子受體ZP3與精子頂體區質膜表面的初級卵子結合蛋白（b–1,4–半乳糖苷轉移酶、p95蛋白和sp56）相互作用而完成的。初級識別誘發精子頂體反應的發生，有助於精子穿過透明帶。次級識別發生在完成頂體反應的精子與卵透明帶之間。次級卵子結合蛋白（頂體素、PH−20）位於頂體反應後精子頂體內膜上，它與透明帶上的次級精子受體ZP2相互作用。精卵融合 精子穿過透明帶以後，很快到達卵質膜表面，並與卵質膜結合併融合，整個精子進入卵子。精卵融合需一定的溫度、pH和離子條件。精卵融合很少發生在卵子第二次減數分裂器存在的無微絨毛區域。在非哺乳類動物和非真獸類哺乳動物，精子的頂體內膜與卵子質膜融合；而在真獸類（胎盤類）哺乳動物，精子赤道段的質膜參與融合。沒有發生頂體反應的精子不能與卵質膜融合。值得強調的是，精子運動有助於精子穿過透明帶，但精卵質膜融合併不需要精子運動。精卵膜融合不似精子與卵子透明帶作用時具有嚴格的種特異性。例如，幾乎所有動物的精子均可穿入金黃地鼠的卵子。但是，這不等於哺乳動物的精卵融合完全沒有種屬特異性。例如金黃地鼠的卵子最容易與同種精子融合，小鼠卵子質膜只允許同種精子穿入，狗的精子不能與地鼠卵融合等。整合素可能是參與精卵結合和融合的卵子表面的精子受體，而精子中參與膜融合的蛋白分子是受精素。根據動物種屬不同，多精受精或主要發生在透明帶水平上，或主要發生在卵質膜水平上，或二者兼有。例如，倉鼠及綿羊卵子受精時，多精受精阻止主要發生在透明帶水平上，質膜幾乎不參與這一過程；兔卵子受精時，卵質膜阻止多精受精，而不發生透明帶反應；豬卵子受精後，多精受精阻止可能主要發生在卵質膜水平上，但透明帶也發揮一定的作用；小鼠、大鼠、豚鼠、貓等處於中間類型，多精受精阻止既需透明帶的變化，又有卵質膜阻斷。
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